JP7476125B2 - 遠心回転機械 - Google Patents
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Description
このように、外側流路に多くの流体が流れ込んだ場合、遠心圧縮機の圧縮効率が低下してしまう。そこで、ケーシングの内周面に、流体の流通を防ぐシール部を設ける技術が知られている。例えば下記特許文献1には、シール部の具体例として、ケーシングの内周面におけるインペラの入口側にシールフィンが設けられた構成が開示されている。このようなシールフィンを設けることによって外側流路に流れ込む流体が低減される。
また、発明者らは、CFD解析を用いて遠心圧縮機に生じる励振力を高精度に推定した結果、シール部において生じる上記ロータの変位の影響により、ケーシングの内周面に大きな励振力が発生していることを確認している。
また、本開示に係る遠心回転機械は、軸線回りに回転可能な回転軸と、軸線方向一方側から流入する流体を径方向外側に圧送するインペラであって、前記回転軸に固定されたディスク、該ディスクに設けられた複数のブレード、及び、前記複数のブレードを覆うとともに前記軸線方向他方側に向かうに従って径方向外側に延びる外周面を有するカバーを備えたインペラと、前記カバーの外周面に対向し前記カバーの外周面とともに外側流路を形成する内周面を有するケーシングと、を備え、前記ケーシングには、前記軸線を囲う環状をなす空間であり、前記軸線の周方向に等間隔に複数分割されている分割溝と、前記分割溝と前記外側流路とを連通させる連通部と、前記軸線を囲う環状空間をなし、前記分割溝よりも前記軸線方向他方側に位置する第一全周溝と、前記軸線を囲う環状空間をなし、前記分割溝よりも前記軸線方向一方側に位置する第二全周溝と、前記分割溝と前記第一全周溝とを連通させる第一連通孔と、前記第一全周溝とは連通していない前記分割溝と前記第二全周溝とを連通させる第二連通孔と、が形成されている。
図1に示すように、遠心圧縮機100は、軸線O回りに回転する回転軸1と、この回転軸1の周囲を覆うとともに作動流体Gが流通する流路2を形成するケーシング3と、回転軸1に設けられた複数段のインペラ4と、を備えている。
ケーシング3には、環状キャビティAと、連通部B1と、が形成されている。環状キャビティA及び連通部B1の構成については後述する。
ケーシング内周面3Aの径方向外側のケーシング3内部には、軸線Oを囲う環状をなす空間である環状キャビティAが形成されている。そして、該環状キャビティAと外側流路Fとを連通させる軸線Oを囲う環状をなす空間である連通部B1が形成されている。連通部B1はケーシング内周面3Aにおいて外側流路Fに開口している。より詳しくは、連通部B1は、キャビティCの径方向内側を向く内周面において軸線O方向一方側の端部において外側流路Fに開口し、外側流路Fと環状キャビティAとを連通させている。連通部B1の軸線O方向の寸法は、環状キャビティAの軸線O方向の寸法よりも短く形成されている。
次に、本実施形態に係る遠心圧縮機100の動作について説明する。遠心圧縮機100を運転するに当たっては、まず回転軸1を電動機等の駆動源によって回転駆動する。回転軸1の回転に伴ってインペラ4がそれぞれ回転し、吸気口7から流路2内に作動流体Gが導入される。流路2内に導入された作動流体Gは、各インペラ4におけるインペラ流路21を通過する中途で順次圧縮される。圧縮されて高圧状態となった作動流体Gは排気口8を経て外部に圧送される。
ケーシング内周面3Aの径方向外側のケーシング3内部には、軸線Oを囲う分割溝Dが形成されている。分割溝Dは、軸線Oの周方向に等間隔に複数分割されており、複数の分割された分割溝D全体として環状をなしている。本実施形態では、分割溝Dは四つに分割されている。四つの分割溝Dは、周方向に90°の間隔をあけてそれぞれ形成されている。より詳しくは、分割溝Dは、軸線Oを中心に上下に一つずつ形成されており、これら二つの分割溝Dを周方向に90°ずつ回転させた位置に一つずつ形成されている。分割溝Dは、軸線Oに直交する断面視で周方向に円弧状に延びるとともに、径方向の寸法である厚さが一様な湾曲板形状をなす空間である。そして、該分割溝Dと外側流路Fとを連通させる空間である連通部B2が形成されている。
ケーシング内周面3Aの径方向外側のケーシング3内部には、軸線Oを囲う環状空間をなす第一全周溝A1と、第二全周溝A2と、が形成されている。第一全周溝A1は、分割溝Dよりも軸線O方向他方側に位置しており、第二全周溝A2は、分割溝Dよりも軸線O方向一方側に位置している。そして、ケーシング3内部には、軸線O方向に延び、第一全周溝A1と分割溝Dとを連通させる空間である第一連通孔E1、及び第二全周溝A2と分割溝Dとを連通させる空間である第二連通孔E2が形成されている。より詳しくは、第二連通孔E2は、第一全周溝A1とは連通していない分割溝Dと第二全周溝A2とを連通させている。
次に、本実施形態に係る遠心圧縮機100の動作について説明する。遠心圧縮機100を運転するに当たっては、まず回転軸1を電動機等の駆動源によって回転駆動する。回転軸1の回転に伴ってインペラ4がそれぞれ回転し、吸気口7から流路2内に作動流体Gが導入される。流路2内に導入された作動流体Gは、各インペラ4におけるインペラ流路21を通過する中途で順次圧縮される。圧縮されて高圧状態となった作動流体Gは排気口8を経て外部に圧送される。
また、第一実施形態及び第二実施形態で説明される構成は、それぞれ独立した構成に留まることはなく、適宜組み合わせて遠心圧縮機100を構成してもよい。
Claims (2)
- 軸線回りに回転可能な回転軸と、
軸線方向一方側から流入する流体を径方向外側に圧送するインペラであって、前記回転軸に固定されたディスク、該ディスクに設けられた複数のブレード、及び、前記複数のブレードを覆うとともに前記軸線方向他方側に向かうに従って径方向外側に延びる外周面を有するカバーを備えたインペラと、
前記カバーの外周面に対向し前記カバーの外周面とともに外側流路を形成する内周面を有するケーシングと、
を備え、
前記ケーシングには、
前記軸線を囲う環状をなす空間である環状キャビティと、
前記環状キャビティと前記外側流路とを連通させる連通部と、
が形成されており、
前記内周面に設けられ、前記外周面に径方向外側から対向してクリアランスを形成するシールフィンを有するシール部をさらに備え、
前記シール部は、前記外側流路の径方向内側の端部に設けられ、前記シールフィンを支持する基部を有し、
前記連通部は、前記基部を径方向に貫通している遠心回転機械。 - 軸線回りに回転可能な回転軸と、
軸線方向一方側から流入する流体を径方向外側に圧送するインペラであって、前記回転軸に固定されたディスク、該ディスクに設けられた複数のブレード、及び、前記複数のブレードを覆うとともに前記軸線方向他方側に向かうに従って径方向外側に延びる外周面を有するカバーを備えたインペラと、
前記カバーの外周面に対向し前記カバーの外周面とともに外側流路を形成する内周面を有するケーシングと、
を備え、
前記ケーシングには、
前記軸線を囲う環状をなす空間であり、前記軸線の周方向に等間隔に複数分割されている分割溝と、
前記分割溝と前記外側流路とを連通させる連通部と、
前記軸線を囲う環状空間をなし、前記分割溝よりも前記軸線方向他方側に位置する第一全周溝と、
前記軸線を囲う環状空間をなし、前記分割溝よりも前記軸線方向一方側に位置する第二全周溝と、
前記分割溝と前記第一全周溝とを連通させる第一連通孔と、
前記第一全周溝とは連通していない前記分割溝と前記第二全周溝とを連通させる第二連通孔と、
が形成されている遠心回転機械。
Priority Applications (1)
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JP2021028094A JP7476125B2 (ja) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 遠心回転機械 |
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JP2022129434A JP2022129434A (ja) | 2022-09-06 |
JP7476125B2 true JP7476125B2 (ja) | 2024-04-30 |
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Country Status (1)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009264205A (ja) | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 遠心圧縮機 |
JP2017160860A (ja) | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社日立製作所 | ターボ機械 |
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2021
- 2021-02-25 JP JP2021028094A patent/JP7476125B2/ja active Active
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